Тағам биотехнологиясының дамуы

Дәрістің жоспары:

 

 Кіріспе.

 

 Тағамдық шикізатты биотехнологиямен өңдеу әдістері.

 

 Тағамдық шикізатты өңдеудегі гендік инженерияның әдістері.

 

 Трансгенді тағам азық-түліктерін қолданудағы гигиеналық мәселелер.

 

 Қорытынды.

 

 

Дәрістің тезистері:

 

70- жылдары ФАО және ЮНЕСКО 2000 жылға дейін шешетін адам өмірінің алдында тұрған 10 глобальды мәселелерді қарастырды. Олардың ішіндегі соғыс және бейбітшілік мәселесі, ақуыз жетіспеушілігі, демография, шикізат және энергия жетіспеушілігі, қоршаған ортаны қорғау, денсаулық мәселелері.

 

 Қазіргі уақытта бұл мәселелер тек биотехнологиялық процесс негізінде халықаралық келісулер жолы арқылы шешіледі.

 

Биотехнология- соңғы технологиялық жетістіктерді және табиғатты біріктіретін ғылым орталығы. Ол жануар өнімділігін және өсімдік текті астықтарды жоғарлатуға, технологиялық процестердің интенсификациясын қамтамасыз етуге, олардың қуаттылығын төмендетуге және қалдықсыз өндіруде алғы шарт тудырады. Олардың арасындағы басты биотехнология әдістері- генетикалық, клеткалық, ақуыздық инженериялар және энзимотология инженериясы болып табылады. Яғни бұл ғылым клеткалардың биологиялық функцияларын және өндірістік процестердің обьектілерін тасымалдауда табиғи көріністерді және процестерді болдыруға қатысып қана қоймай, ал табиғатта кездеспеген жаңа процестерді тудырады. Сондықтан жаңа биотехнологиялар қажеттілігі көбірек, ал әдісі көлемдірек туралы айтылып жатады. Химия, фармацевтика, тағам, мұнай-газ өндіріс слаларында ол биотехнологиялық зат өндірумен айналысады. Ауыл шаруашылығында агрокультураны өңдеу селекцияның эмбриональді және клеткалы-генетикалық әдістерді және жануарлардың репродукциясы арқылы іске асады. Энергетикада биоэнергия көзін микробиология жолымен және регенерлеуші фотосинтезді қолданумен; экологияда- қалдықтарды микробиологиялық деструкциялаумен және іркінді суларды тазалаумен; денсаулық сақтауда – зат алмасудың, ақуыздың, антибиотиктердің, гормондардың, аминқышқылдардың біріншілік және екіншілік өнімдерді алумен негізделген. Энергетикалық кризис жағдайында биотехнологияның жаңа энергия көздерін табу қарастырылған. Көптеген елдерде қазіргі уақытта биогазды әртүрлі органикалық қалдықтардан ( өндірістік, ауыл шаруашылық, коммуналды ) алады. Бұндай қондырғылар метанпродуцирлеуші бактериялардың көмегімен жылыжайларды жылыту үшін, электроэнергия генераторлардың жұмысы үшін жағармайларды өндіреді. Қорғасын өңдіру кешеніндегі ұқсас қондырғылар арзан энергияны беріп қана қоймайды, сонымен қатар көңді жою мәселесінен қоршаған ортаны зиянды заттармен уландыру мәселесін жояды.

 

 Ретроспективті белгілер  бойынша биотехнологиялық дамуын үш кезеңге бөлуге болады.

 

Дәстүрлі биотехнология. Бұл сыра, шарап, сірке қышқылы, нан өнімдері, сүт және ет өнімдерін өндіру кезінде қолданатын спонтанды ферментация. Бірінші кезең 3- 6 мың жылдан ХХ ғасырға дейін созылады.

 

Қазіргі биотехнология. Ол көптеген өндірістік процестеріне бастама береді. Ғалымдар органикалық қышқыл, майлар, антибиотиктер, витаминдер, ферменттер, аминқышқылдар синтездерін ашты.

 

Жаңа биотехнология. Молекулярлы биология және генетика-гендік инженерия салаларында ғылыми ашылуларға негізделген. 1973 жылы алғаш рет генді клонирлеу ашылды. Бір жылдан кейін әртүрлі организдегі клондар олардың өмір сүруіне ұқсас емес заттарды өндіруді бастайтын бактерияларға ауыстырылды. 1975 жылы әлем алғашқы гибридоманың ашылуы туралы біледі. Бір жыл өткен соң АҚШ-та рекомбинанты ДНК технологиясын қолданған алғашқы фирма өз жұмысына кіріседі. Англияда генетикалық манипуляция бойынша кеңес топтары құрылды. 1980 ж. АҚШ-тың жоғарғы кеңесі микроорганизмді потенттеу туралы шешім қабылдайды. Сол кезде Коэн мен Бойерге ДНК рекомбинанты консультирлеу әдісіне патентті ұсынды. Англияда және ФРГ биотехнология даму бағыттарының бірі ретінде анықталды. 1981 ж. АҚШ-та алғашқы диагностикалық қондырғылардың моноклонды антиденеге негізделген () алады. Сатылуға геннің алғашқы автоматтандырылған синтезаторы қойылды. 1982 ж. Европа елдерінде жануартектілерге рекомбинантты ДНК ( рДНК ) негізделген алғашқы вакциналарды қолдану тағайындалған. АҚШ-та және Ұлыбританияда рДНК көмегімен алынған – адам инсулині алғашқы фармацевтикалық препаратты қолдануға рұқсат етілген. 1983 ж. алғаш рет әртүрлі өсімдіктерге генді экспрессиялау табылды.

 

 Осы жылдары жаңа жас ғылымдардың көшбасшысы анықталады. Бұл алғаш рет АҚШ-та, кейін Жапония, ФРГ, Англия, Швейцария, Францияда анықталды.

 

 Молекулярлы биологияның жетістігі – ұлпа культивирлеу жүйесі және ферментативті процесс туралы ғылымдар, сонымен қатар биотехнология тағамдық технология мен тағамдық азық-түліктерді өңдеудің дамуы үшін, шикізатты кешенді өңдеуді қамтамасыз ету үшін, берілген сапа көрсеткішіндегі азық-түліктерді алу үшін үлкен потенциальды қажеттілікті тудырады.

 

 Тағамдық азық-түліктерді өндіру биотехнологиясында өнімдердің фальсификациясына әкеліп соғуына, қолдану негізінде адамдарға кері әсерін тигізуіне күмән тудырады.

 

 Дәстүрлі технологияны қолдану адам өмірінің мыңжылдық ағымында ерекше орын алғанын көрсете білу керек. ( ірімшіктің, шараптың, сыраның, сүт қышқылды өнімдердің ферментациясы, ашу және көптеген әртүрлі процестер ). Қазіргі уақытта олар өзінің дамуын және түсінігін алды. Олардың қажеттілігін қайта бағалау жүргізілді, қолданудың жаңа жолдары ашылды. Сонымен қатар әрбір биотехнологиялық зерттеулер кешенімен қолданылады. Табиғи ферментативті жүйені қолдануға бағыттарға негізделген тағам өнеркәсібінде жаңа технологиялық шешімді құру маңызды жағдай болып табылады.

 

 Ет саласында табиғи ферментативті және микробиология процесінің санды болуы еттің пісуіне және автолизіне әсер етіп, шикізаттың бұзылуын және оның түсінің, дәмінің, иісінің, консистенциясының өзгеруін және дайын өнімдердің сапасының бұзылуын тудырады. Бактериальды сүт қышқылды ұйытқыны қолдану жолымен шикі пісірілген шұжық дайындалу ұзақтығын 30 % қысқартуға болады. Проф. В.Г. Бореского ферментті қолданумен байланысты зерттеулері дәнекер ұлпаның құрылымын жұмсарту, еттің дәмін және жұмсағын жақсарту нәтежиелерін берді. Микроорганизмдердің арнайы түрлері сан еттеріне дәм және «ветчина» иісін береді; антогониз принципін қолдана отырып гнилостты микроорганизмдердің дамуын тежеп, азық-түліктің сақталу ұзақтығын ұзартуға болады.

 

 Биотехнология әдістерінің негізінде гидрализатор және ароматизаторларды алудың болашағы зор. Көп жылдар бойы бұл бағытпен РАН бірлестіктері айналысып жатыр. Ет өнеркәсібінде өнімдердің жақсы қорытылуы үшін, гидрализатты алу үшін, іркінді суларды тазалау үшін, коллаген құрамды шикізаттан желатин және эндокринді-ферментативті шикізаттан емдік препаратты алу үшін ферменттерді қолдану тиімді нәтиже берді.

 

 Микробиологиялық және ферментативті гидролиз ақуыз-құрамды жүйедегі балық, ет, сүт өнімдері қолданылмаған азық-түліктерді арнайы тазалаудан кейін құрғақ препарат түрінде шұжық өнімдерін өндіру тағамдық қоспа ретінде қолдануға мүмкіндік береді.

 

 Ұқсас түрінде, жеткіліксіз емес өсімдік шикізаттардан белокты концентраттар және изолятор алынады: бұршақ және атбас бұршақ, күнбағыс күнжарасы және жүзім сүйектері, томат және мақта ұрығы, жүгері және бидай, мицеллярлы массалы саңырауқұлақтан алынған ақуыз препараттары.

 

 Қазіргі уақытта комбинирленген ет өнімдерін өндіруде соялы изоляттар, натрийдің сүтті ақуызды-казейнаты және олардың қан плазмасымен араласуы қолданылады.

 

 Комбинирленген ет өнімдерін өндіруде ақуыз қажеттілік процесін реттеуге және бір уақытта тағам өнімдерін «азық-түліктерді жинақтау» жолымен алынатын, яғни жануартектіге қарамастан оны машина көмегімен алуды тудыратын тағам технологиясының заңдылық кезеңі болып табылады.

 

 Ұқсас технологияның негізіне азық-түліктердің әртүрлі сипаттамасы ескерілген өнімдердің сапасының математикалық модельі кіреді: химиялық және аминқышқылды құрам, құрылым жағдайы, сыртқы түрі , дәмі, түсі және иісі, қауіпсіздік кепілдігі және организмде сіңірілу жағдайы және басқалары.

 

 Тұрғындардың бір бөлігін арнайы, емдеу-профилактикалық, диеталық және басқалар тамақтануын қамтамасыз етуде азық-түліктерді өндіру аса маңызға ие: берілген химиялық құрамын «тапсырыс» бойынша ұқсастықтарды дайындау, дәрігер-диетологтардың барлық талаптарын ескеруге болады.

 

 Ұқсастықтарды алу принципі оңайға негізделген: табиғаты әртүрлі шикізаттан бөлініп алынған ақуызды тазалайды, концентрлейді, берілген құрамды қоспаларды дайындайды, содан кейін оларды машина әдісімен (экструзия әдісімен т.с.с) азық-түліктерге оздырады.

 

 Осыған ұқсас ет және жабылған жартылай фабрикаттарды, шұжық өнімдерін және сосискаларды, жасанды сүтті, ірімшікті, жаңғақты, дәнді уылдырықты, балмұздақ және жармаларды дайындайды.

 

 Жасанды тағамдық азық-түліктердің санитарлық жағдайы жоғары дәрежедегі және сапа жағынан стандартталған ароматизирленген өндірісінде дайындайды.

 

 Өнімдерге сұраныстың көбеюі жасанды тағамдық азық-түліктерді шығару көлемі туралы мәлімет береді. (АҚШ-та: 1975 ж-18 мың т, 1985 ж-600 мың т, 1995 ж- 1млн т жуық) Дегенімен берілген мәләметтер болашақта табиғи азық-түліктердің ұқсастықтары көбеюі туралы мәлімет бермейді. Шикізатты және ақуыз құрамды қалдықтарын рационалды өңдеу дәрежесі бір уақытта жоғарылаған кезде тағам рациондағы бұндай өнімдердің түрлерін толтыру айқын көрінеді.

 

 Сондықтан тағам өнеркәсібінде биотехнологияны қолдану аймағында ақуыз құрамды шикізатты және қалдықтарды толық қолданумен, өнімдердің тағам құндылығын және сапасын жоғарылатумен, шикізаттың дәстүрлі емес көзінен ақуызды препараттарды алумен және синтездеумен, тағамдық азық-түліктердің ұқсастығын және арнайы тамақтану өндірісін кеңейтумен байланысты қалдықсыз технологияны құру дәстүрлі технологиялық процестердің қарқынын күшейту болып келеді.

 

 Дамыған елдерде жаңа ғылым дамуының жетістігі білікті мамандарды дайындау дәрежесімен көрінді. Англияда, мысалы, университетте биотехнология саласы бойынша 20 оқу-зерттеу орталығы құрылды. Францияда инженерлі мектепте биотехнология курсы ашылды. Тулузда, Компьенский технологиялық университетте қолданбалы зерттеулердің нәтижесінде Ұлттық институттың арнайыландырылған орталықтары құрылды. ФРГ-да жаңа биотехнология биоинженерия мәселелері оқытылатын университет ішінде бөлімдер және институттар ашылды. Кадрларды дайындау аумағындағы маңызды жұмыстар Ресейде, Жапонияда және АҚШ-та жүргізіледі.

 

 Бұндай бағытты Мәскеу мемлекеттік академиясында қолданбалы биотехнология саласында істелінді. Осы жерде технология аумағы бойынша мамандар дайындайды: ет және ет өнімдері, сүт және сүт өнімдері, балық және балық өнімдері, пластикалық массаларды және эластомерлерді өңдеу, сонымен қатар биотехнология саласы бойынша. Қазіргі уақытта ет және ет өнімдері технология кафедрасының ұжымдары, жануартекті шикізаттарды аз және қалдықсыз кешенді өңдеуді қамтамасыз етуші, тағам азық-түліктердің сапасының экологиялық қауіпсіздігін құруға негізіне ферментативті-микробиологиялық факторды қолдануға бағытталған технология мен процестерді өңдеп жатыр. Сонымен қатар биологиялық объектілерді және тағам азық-түліктердің сапасын өңдеуде электрофизикалық әдістің әсер етуі зерттеліп жатыр.

 

 Сүт және сүт өнімдері технология кафедрасында сүтті-ақуызды өнімдерді және шикізатты өңдеуде микробиологиялық ферментация, технология және техника, мембранды технология процесі аймағында зерттеу жұмыстары жүргізіліп жатыр.

 

 Академияның ғылыми бағытына ауыл шаруашылық шикізаттар түр өзгерушілік биотехнология негізінде науқастар мен сау адамдар үшін тағамдық азық-түліктерді шығару технологиясын өңдеу, технологиялық құрылғыларды құру кіреді. Кең жолақты қорғаныш қасиеті бар ыдыс ораушы материалдарды қолдану, шикізат аймағында ветсансараптауды және санитарияны, ауыл шаруашылық жануарларды емдеужәне профилактика заттары мен әдістерді өңдеу жаңа буындарды құрайды.

 

 «Тағам өнеркәсібіндегі экология және конверсия» ғылыми зерттеу институтының (ТӨЭКҒЗИ) ғылыми бірлестіктері маңызды мәселелерді шешеді.

 

 Мекемелер институтпен  бірге отырып жаңа үлгідегі машиналарды, құралдарды, аспабтарды және материалдарды шығару бойынша тәжірибелі-құрастырушылық және технологиялық жұмыстарды атқарады. Тағамдық азық-түліктердің, ферменттердің, басқа термолабильді материалдардың жоғары ассортименттілігін вакуумды сублимационды кептіру үшін құралдар; модифицирленген жартылай функционалды қосындылары бар полимерлі композициялар; тағам азық-түліктерін стерилдеу үшін тарылар мен металл орауыш материалдың қорғайтын дәстүрлі емес әдістер құрылды. Институт мамандарымен өндірілген антиадгезионды полимерлі жапқыштар наубацхана өндірісінде кеңінен қолданыла бастады.

 

 Тамақтық заттарды өңдеудегі электрофизикалық әдістің ғылыми-зерттеу лабаратория проблемасын (ТЗӨЭФӘҒЗЛП) соңғы кездегі өңдеуі селекционирленген микроорганизмдер және ферментті препараттардың көмегімен ауыл шаруашылық шикізатын түр өзгерушілік биотехнологиясының принципімен құрылған ет өнімдерін шығарудағы жаңа технологиялық процесте орын алады. Олар мекеме қатарындағы өндірістік жағдайда бекітілген.

 

 Арнайыландырылған геродиеталық азық-түліктерде көсетілген медико-биологиялық міндеттерді жүзеге асырылу құрылды. Ерекше категориядағы адамдардың тағамдық қажеттілігін қанағаттандыру үшін, жүкті және емізетін әйелдерді қосқанда, арнайыландырылған азық-түліктер тізбегі құрылды.

 

 Энтеральді тамақтану үшін бағытталған арнайыландырылған азық-түліктерді шығарудың жаңа саласы құрылды: «Энергоплас ТЭН» (операция, күйік, әртүрлі жарақаттары бар науқастар үшін), «Гепенцефамин» (бауыр циррозы ауруы бар науқастар үшін), «Нефрос ТЭН-1» , «Нефрос ТЭН-2» (бүйрек жетіспеушілігі бар науқастар үшін), «ПанкроТЭН» (панкреатиті бар науқастар үшін) , «Оволакт» және «Композит» ( ішкі қуыс мүше аурулары бар жарақаттанғандар мен науқастардың тамақтануы үшін жоғары сіңімді қоспалар ).